IoT-Werkstatt Das Internet der Dinge anfassbar machen Internet der Dinge

Transkript

1 IoT-Werkstatt Das Internet der Dinge anfassbar machen Internet der Dinge Klaus-Uwe Gollmer und Guido Burger

2 WLAN Der Octopus hat ein eingebaute WLAN-Schnittstelle im 2.4 GHz Bereich. Damit kann sich unser Kit mit jedem Smartphone oder dem Internet verbinden. Wir unterscheiden zwei Betriebsmodi: Accesspoint Der Octopus spannt ein eigenes WLAN auf, bei dem sich andere Teilnehmer als Client anmelden können. (WPA2 verschlüsselt) IoT:Internet Zugang Netzname (SSID) Ist beim Client (Smartphone, PC) in der Netzwerk- Auswahlliste sichtbar Passwort bei der Anmeldung (am Client-PC, Smartphone, anzugeben, > 8 Zeichen Internet-Zugang über bestehendes Netz Der Octopus verbindet sich mit einem bestehenden WLAN-Netz und ermöglicht so ggf. den Internetzugang (WAP2 ver-schlüsselt) Netzname (SSID) Name bestehendes WLAN Passwort bestehendes WLAN

3 GSM-Modem Ein externes serielles Modem ermöglicht den mobilen Betrieb. Voraussetzung: Externes Adafruit-Fona GSM Modem IoT:Internet Zugang Internet-Zugang über Mobilfunk Der Octopus verbindet sich mit einem Mobilfunknetz und ermöglicht so den mobilen Internetzugang Pinbelegung APN (Access Point Name) Netzzugangspunkt Mobilfunkprovider User / Passwort optional Fona GND Vio RX TX Key IoT-Kit (Feather-Wing) GND VCC (3V) GPIO12 GPIO14 GND

4 HTTP-Server Mit einem Baustein können wir unseren eigenen Web-Server aufbauen. Die IP- Adresse wird bei der Initialisierung angezeigt. Diese ist nur intern im jeweiligen WLAN-Netz erreichbar. Im eigenen Netz (WLAN-Baustein Accesspoint) besitzt der Server immer die feste Adresse Ohne Sensoren Deine Nachricht Wird an den Octopus übertragen und dort ggf. auf einem vorhandenen CharlieWing LED- Matrix Modul angezeigt. (Flaschenpost) Mit Sensoren Aktuelle Informationen Messdaten werden auf der Homepage angezeigt und zyklisch aktualisiert IoT: HTTP-Protokoll Überschrift Wird als Titel der Homepage angezeigt

5 Thingspeak Thingspeak.com ist eine Cloud-Anwendung. Dort können Messdaten gespeichert und über eine Web-Schnittstelle visualisiert werden. Voraussetzung ist ein kostenloser Account bei Thingspeak, oder die Nutzung des quelloffenen Servers. Schreibzugriff Messdaten werden per HTTP-Protokoll über die REST-API an den Thingspeak-Server gesendet. IoT: HTTP-Protokoll Alternativ eigener Server: thingspeak.raspi.iot thingspeak.umwelt-campus.de API-Key Per Cut&Paste vom Thingspeak-Server kopieren Lesezugriff Der aktuelle Messwert für die angegebene Kanalnummer und den angegeben Feldindex wird beim Thingspeak-Server angefragt

6 If This Then That (IFTTT) IFTTT.com ist eine Cloud-Anwendung, mit der einfache Regeln abgebildet werden können. In unserem Fall können wir ein Ereignis auf dem Webhooks- Kanal triggern. Dieses Ereignis kann dann konfigurierte Aktivitäten auslösen. Voraussetzung ist ein kostenloser Account bei IFTTT. Trigger Event auslösen Der angegeben Event wird gefeuert, Autorisierung durch den Key IoT: HTTP-Protokoll Ereignis Im Maker-Channel des FTTT-Server konfigurieren Key Per Cut&Paste vom IFTTT-Server kopieren IFTTT-Applet Achtung: wenn der Trigger mehrmals gefeuert wird, gibt es entsprechend viele Mails. Also im Ardublock aufpassen (nur einen Trigger auslösen).

7 yahoo IoT: HTTP-Protokoll yahoo.com ist eine Cloud-Anwendung, mit der über ein REST-API u. a. die aktuellen Wetterdaten für einen Standort abgefragt werden können. Winddaten abfragen Abfrage der Windgeschwindigkeit per REST-API. Yahoo antwortet mit einem XML- oder JSON-Text Dieser muss nach dem interessierenden Schlüsselwort durchsucht werden. Der Baustein ist experimentell, ggf. muss die Auswertung der Suchinformation manuell angepasst werden. Rückgabe Windgeschwindigkeit getestet. Suchbegriff API-Kommandos unter Where on earth identification Standortangabe über Suchmaschine Beispiel * from weather.forecast where woeid= and u=%27c%27&format=xml

8 MQTT IoT: MQTT-Protokoll MQTT (Message Queue Telemetry Transport) ist ein IoT-Protokoll zur Sensor- Aktor Kommunikation. Es basiert auf einem publish/subscribe-modell. Ein hochverfügbarer Broker dient als Vermittler zwischen mobilen Clients. Verbindung zum Broker Einmalig z.b. im setup-teil. Hier ist ggf. die Autorisierung beim Broker notwendig. Jeder Client benötigt einen Namen. Freier Broker (ohne Anmeldung) broker.mqtt-dashboard.com Nachrichten senden Sendet eine Nachricht an das angegebene Topic User, Passwort. Adafruit: AIO Key Nachrichten empfangen Abonniert das angegebene Topic beim Broker Broker sendet eine Nachricht, wenn sich der Inhalt ändert. Im Ardublock wird dann automatisch in eine callback-funktion verzweigt und der dort angegebene Befehlsblock ausgeführt. Die Nachricht steht dort im String MQTT_Rx_Payload zur Verfügung.

9 The Things Network (TTN) TTN ist eine Cloud-Infrastruktur zur Kommunikation über LoRaWAN. Voraussetzung ist ein Account bei TTN und ein LoRa-Kommunikationsmodul OTAA Verbindung Hier erfolgt die Autorisierung über die Angabe der EUIs. Details finden sich auf der TTN- Webseite. Die Messwerte im Feld 1-6 werden als 16-bit Integer Übertragen. Auf TTN-Seite ist ein Decoder nötig. IoT: LoRa-Protokoll Messwerte werden in Fixpunkt-darstellung mit einer Nachkommastelle übertragen Adafruit LoRaWing Ein ggf. im RX-Slot empfangenes Payload kann ausgewertet werden

10 Klaus-Uwe Gollmer und Guido Burger